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(带图纸和文档)高频电子线路实验设计,图纸,以及,文档,高频,电子线路,实验设计
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高频电子线路实验指导书彭洪波 张国琴编武汉科技学院电子信息工程学院二OO六年三月41目 录实验一 高频小信号调谐放大器 1 实验二 高频功率放大器 5实验三 正弦波振荡器 9实验四 振幅调制与解调 13 实验五 混频器 19实验六 频率调制与解调 24实验七 调幅系统 29实验八 调频系统 33实验九 本振频率合成 38 实验一 高频小信号调谐放大器一、实验目的 1掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算。 2掌握信号源内阻及负载对谐振回路Q值的影响。 3掌握高频小信号放大器动态范围的测试方法。二、实验内容 1调测小信号放大器的静态工作状态。 2用示波器观察放大器输出与偏置及回路并联电阻的关系。 3观察放大器输出波形与谐振回路的关系。 4调测放大器的幅频特性。 5观察放大器的动态范围。三、基本原理:小信号谐振放大器是通信机接收端的前端电路,主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大。其实验单元电路如图1-1所示。该电路由晶体管VT7、选频回路CP2二部分组成。它不仅对高频小信号放大,而且还有一定的选频作用。本实验中输入信号的频率fs10MH。R67、R68和射极电阻决定晶体管的静态工作点。拨码开关S7改变回路并联电阻,即改变回路Q值,从而改变放大器的增益和通频带。拨码开关S8改变射极电阻,从而改变放大器的增益。四、实验步骤 熟悉实验板电路和各元件的作用,正确接通实验箱电源。 1静态测量 将开关S8的2,3,4分别置于“ON”,测量对应的静态工作点,将短路插座 J27断开,用直流电流表接在J27C.DL两端,记录对应Ic值,计算并填入表1.1。 将S8“l”置于“ON”,调节电位器VR15,观察电流变化。 2动态测试 (1)将10MHZ高频小信号(50mV)输入到“高频小信号放大”模块中J30(XXH.IN)。 (2)将示波器接入到该模块中 J31(XXHOUT)。 (3)J27处短路块C.DL连到下横线处,拨码开关S8必须有一个拨向ON,示波器上可观察到已放大的高频信号。 (4)改变 S8开关,可观察增益变化,若 S8“ l”拨向“ON”则可调整电位器VR15,增益可连续变化。 (5)将S8其中一个置于“ON”,改变输出回路中周或半可变电容使增益最大,即保证回路谐振。 (6)将拨码开关S7逐个拨向“ON”,可观察增益变化,该开关是改变并联在谐振回路上的电阻,即改变回路 Q值。使 S7开关处于断开,S8中“3”拨向“ON”,改变输入信号,并将对应值填入表12中。Vi的值可根据各自实测情况确定。 S81 电位器,S82 2千欧,S83 1千欧,S84 500欧。 当Re分别为 500 、2K时,重复上述过程,将结果填入表 1.2。在同一坐标纸上画出IC不同时的动态范围曲线,并进行比较和分析(此时也可在J27两端测Ic值)。 3用扫频仪调回路谐振曲线。 将扫频仪射频输出端送入电路输入端,电路输出接至扫频仪检波器输入端。观察回路谐振曲线(扫频仪输出衰减档位应根据实际情况来选择适当的位置),调回路电容CT4使回路谐振。 4测量放大器的频率特性 当回路电阻R10K时(S7的2拨向ON),并且S8“4”拨向“ON”,选择正常放大区的输入电压Vi,将高频信号发生器输出端接至电路输入端,调节频率f使其为10MHZ,调节CT4使回路谐振,使输出电压幅度为最大,此时的回路谐振频率 fo 10MHZ为中心频率,然后保持输入电压Vi不变,改变频率 f由中心频率向两边逐点偏离,测的偏离范围可根据各自实测的情况来确定。 计算 fo 10MHz时的电压放大倍数及回路的通频带和 Q值。S7=l开路。S72 R10千欧,S73 R2千欧,S74 R= 470 欧 5)改变谐振回路电阻,拨动 S8使 R分别为2千欧,470 欧时,重复上述测试,并填入表13。比较通频带情况。五、实验报告要求 1画出实验电路的交流等效电路 2计算直流工作点,与实验实测结果比较。 3整理实验数据,分析说明回路并联电阻对Q值的影响。 4假定CT和回路电容C总和为30PF,根据工作频率计算回路电感L值。 5画出R为不同值时的幅频特性。 实验二 高频功率放大器一、实验目的: l了解丙类功率放大器的基本工作原理,掌握丙类放大器的调谐特性以及负载变时的动态特性。 2了解高频功率放大器丙类工作的物理过程以及当激励信号变化和电源电压Vcc变化时对功率放大器工作状态的影响。 3比较甲类功率放大器与丙类功率放大器的特点、功率、效率。二、实验内容: 1观察高频功率放大器丙类工作状态的现象,并分析其特点 2测试丙类功放的调谐特性 3测试丙类功放的负载特性 4观察电源电压变化对丙放工作状态的影响及激励信号变化、负载变化对工作状态的影响。三、实验基本原理: 丙类功率放大器通常作为发射机末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。本实验单元模块电路如图2l所示。该实验电路由两级功率放大器组成。其中 VT1(3DG12)、XQ1与C15 组成甲类功率放大器,工作在线性放大状态,其中 R2、R12、R13、VR4组成静态偏置电阻,调节VR4可改变放大器的增益。XQ2与CT2、C6组成的负载回路与VT3(3DG12)组成丙类功率放大器。甲类功放的输出信号作为丙放的输入信号(由短路块J5连通)。VR6为射极反馈电阻,调节VR6可改变丙放增益。与拨码开关相连的电阻为负载回路外接电阻,改变S5拨码开关的位置可改变并联电阻值,即改变回路Q值。当短路块J5置于开路位置时则丙放无输入信号,此时丙放功率管VT3截止,只有当甲放输出信号大于丙放管 VT3 be间的负偏压值时,VT3才导通工作。四、实验步骤: 1了解丙类工作状态的特点 1)对照电路图2l,了解实验板上各元件的位置与作用。2)将功放电源开关S1拨向右端(12V),负载电阻转换开关S5全部拨向开路,示波器电缆接于J13与地之间,将振荡器中 S4开关“4”拨向“ON”,即工作在晶体振荡状态,将振幅调制部分短路块J11连通在下横线处,将前置放大部分短路块J15连通在“ZD”下横线处,将短路块J4、J5、J10均连在下横线处,调整VR5、VR11、VR10使J7处为0.8伏,调VR4、VR6,在示波器上可看到放大后的高频信号。(或从J7处输入0.8V,10MHZ高频信号,调节甲放VR4使JF.OUT(J8)为6伏左右。)从示波器上可看到放大输出信号振幅随输入电压振幅变化,当输入电压振幅减小到一定值时,可看到输出电压为0,记下此时输入电压幅值。也可将短路环J5断开,使激励信号Ub0,则Uo为0,此时负偏压也为0,由此可看出丙类工作状态的特点。 2测试调谐特性 使电路正常工作,从前置放大模块中J24处输入0.2V左右的高频信号,使功放管输入信号为 6伏左右,S5仍全部开路,改变输入信号频率从4MHZ16MHZ,记下输出电压值。 3测试负载特性 将功放电源开关拨向左端(5V),使Vcc5V,S5全断开,将J5短路环断开,用信号源在J9输入Vb6伏左右f010MHZ的高频信号,调整回路电容CT2使回路调谐(以示波器显示J13处波形为对称的双峰为调谐的标准)。 然后将负载电阻转换开关S5依次从l4拨动,用示波器测量相应的Vc值和Ve波形,描绘相应的ie波形,分析负载对工作状态的影响。 4观察激励电压变化对工作状态的影响 将示波器接入VT3管发射极J3处,开关S1拨向十5V,调整VR6和VR4,使J3处ie波形为凹顶脉冲。(此时S5全部开路)。然后改变Ub由大到小变化(即减小输入信号),用示波器观察ie波形的变化。 5观察电源电压VcC变化对工作状态的影响 将ie波形调到凹顶脉冲波形,用示波器在J3处可观察ie电流波形,此时可比较S1拨向十5V或十12V两种不同的情况下ie波形的变化。 6实测功率、效率计算: 将 VCC调为12V,测量丙放各参量填入表 23,并进行功率、效率计算。其中:Vi 输入电压峰-峰值 Vo:输出电压峰-峰值 Io :发射极直流电压发射极电阻值 P=:电源给出直流功率(P=VCC*I。) Pc:为管子损耗功率(Pc Ic*Vce) Po:输出功率(Po1/2*(Vo/2)2/RL) 五、实验报告要求 1根据实验测量结果,计算各种情况下Io、Po、P=、。 2说明电源电压、输入激励电压、负载电阻对工作状态的影响,并用实验参 数和波形进行分析说明。 3用实测参数分析丙类功率放大器的特点实验三 正弦波振荡器一、实验目的: 1掌握三端式振荡电路的基本原理,起振条件,振荡电路设计及电路参数计算。2通过实验掌握晶体管静态工作点、反馈系数大小、负载变化对起振和振荡幅度的影响。 3研究外界条件(温度、电源电压、负载变化)对振荡器频率稳定度的影响。 4比较LC振荡器和晶体振荡器的频率稳定度。二、实验内容: 1熟悉振荡器模块各元件及其作用。 2进行LC振荡器波段工作研究。3研究LC振荡器和晶体振荡器中静态工作点,反馈系数以及负载对振荡器的影响。 4测试、分析比较LC振荡器与晶体振荡的频率稳定度。三、基本原理本实验中正弦波振荡器包含工作频率为10MHz左右的电容反馈LC三端振荡器和一个10MHz的晶体振荡器,其电路图如图3l所示。由拨码开关S2决定是LC振荡器还是晶振荡器(1拨向ON为LC振荡器,4拨向ON为晶体振荡器) LC振荡器交流等效电路如图32所示。 由交流等效电路图可知该电路为电容反馈LC三端式振荡器,其反馈系数 F= (CllCT3)/CAP,CAP可变为C7、C14、C23、C19其中一个。其中Cj为变容二 极管2CC1B,根据所加静态电压对应其静态电容。 若将 S2拨向“ l”通,则以晶体JT代替电感 L,此即为晶体振荡器。 图31中电位器VR2调节静态工作点。拨码开关S4改变反馈电容的大小。S3改变负载电阻的大小。VR1调节变容二极管的静态偏置。四、实验步骤1 根据图3l在实验板上找到振荡器位置并熟悉各元件及作用。 2LC振荡器波段工作研究 将S2置于“l”ON,S4置于“3”ON,S3全断开。调节VR1使变容二极管负端到地电压为2V,调节VR5使J6(ZD.OUT)输出最大不失真正弦信号,改变可变电容CT1和CT3,测其幅频特性,描绘幅频曲线(用频率计和高频电压表在J6处测试)。 3LC振荡器静态工作点,反馈系数以及负载对振荡幅度的影响。 l)将S2置于1,S4置于3,S3开路,改变上偏置电位器VR2,记下Ieo填入表 31中,用示波器测量对应点的振荡幅度Vp-P(峰峰值)填于表中。(Ieo=VeR)记下停振时的静态工作点电流。将S4置于2、4重复以上步骤。2)S2置于1,S3开路,改变反馈电容计算反馈系数(拨动S4)用示波器记下振荡幅度与开始起振以及停振时的反馈电容值。 3) S2 置于1,S4置于2,改变负载电阻(拨动S3),记下振荡幅度及停振时的负载电阻。S2置于4(晶体振荡器)重复以上各项填于表中。4LC振荡器的频率稳定度与晶体振荡器频率稳定度的研究与比较。将S2分别置于1或4,进行以下实验并进行比较。l)温度变化引起的频率漂移 S2置于1或4,S4置于2,S3置于开路。先在室温下记下振荡频率。频率计接入J6点,若振荡幅度较小,可在放大输出(FD.OUT)J26处测频率。 然后将电烙铁靠近振荡管和振荡回路,每隔1分钟记下频率的变化值,在记录时,S2开关交替地打在“l”(LC振荡器)和“4”(晶体振荡器),观察每次数据的变化和它们的区别2)电源电压变化引起的频率漂移 S2置于1或4,S4置于3,以室温下电源电压12伏时的频率为标准,测量电源电压变化+ 2V时 LC振荡器及晶体振荡器的频率漂移,比较所得结果: 3)负载变化引起的频率漂移 S2置于1或4,S3波段开关顺次由14拨动,测量S2开关在LC振荡器及晶体振荡器的频率,比较所得结果。五、实验报告要求 1.用表格形式列出实验所测数据,绘出实验曲线,并用所学理论加以分析解释。 2.比较所测得的结果,分析晶体振荡器的优点。 3.分析静态工作点,反馈系数F和负载对振荡器起振条件和输出波形振幅的影响。4.根据实测写出LC振荡器和晶体振荡器的工作频率范围,并分析两种不同振荡器的频率稳定度。实验四 振幅调制与解调一、实验目的: 1.通过实验掌握调幅与检波的工作原理。掌握用集成模拟乘法器构成调幅与检波系统的电路连接方法。2.通过实验掌握集成模拟乘法器的使用方法。3.掌握二极管峰值包络检波的原理。4. 掌握调幅系数测量与计算的方法。二、实验内容: 1调测模拟乘法器MC1496正常工作时的静态值。 2实现全载波调幅,改变调幅度,观察波形变化并计算调幅度。3实现抑止载波的双边带调幅波。4完成普通调幅波的解调 5观察抑制载波的双边带调幅波的解调 6观察普通调幅波解调中的对角切割失真,底部切割失真以及检波器不加高频滤波的现象。三、基本原理 幅度调制就是载波的振幅(包络)受调制信号的控制作周期性的变化。变化的周期与调制信号周期相同。即振幅变化与调制信号的振幅成正比。通常称高频信号为载波信号。调幅波的解调是调幅的逆过程,即从调幅信号中取出调制信号,通常称之为检波。调幅波解调方法主要有二极管峰值包络检波器,同步检波器。本实验中载波是由晶体振荡产生的10MHZ高频信号。1KHZ的低频信号为调制信号。 在本实验中采用集成模拟乘法器MC1496来完成调幅作用,图41为1496芯片内部电路图,它是一个四象限模拟乘法器的基本电路,电路采用了两组差动对由V1V4组成,以反极性方式相连接;而且两组差分对的恒流源又组成一对差分电路,即V5与V6,因此恒流源的控制电压可正可负,以此实现了四象限工作。D、V7、V8为差动放大器 V5与 V6的恒流源。进行调幅时,载波信号加在 V1V4的输入端,即引脚的、之间;调制信号加在差动放大器V5、V6的输入端,即引脚的、之间,、脚外接 1K电位器,以扩大调制信号动态范围,己调制信号取自双差动放大器的两集电极(即引出脚(6)、(12)之间)输出。 用1496集成电路构成的调幅器电路图如图42所示,图中VR8 用来调节引出脚、之间的平衡,VR7用来调节脚的偏置。器件采用双电源供电方式(12V,-9V),电阻R29、R30、R31、R32、R52为器件提供静态偏置电压,保证器件内部的各个晶体管工作在放大状态。本实验中用二极管包络检波器完成检波。二极管包络检波器主要用于解调含有较大载波分量的大信号,它具有电路简单,易于实现的优点。实验电路如图43所示,主要由二极管D7及RC低通滤波器组成,利用二极管的单向导电特性和检波负载RC的充放电过程实现检波所以RC时间常数的选择很重要,RC时间常数过大,则会产生对角切割失真又称惰性失真。RC常数太小,高频分量会滤不干净综合考虑要求满足下式: 其中:m为调幅系数,max为调制信号最高角频率。 当检波器的直流负载电阻R与交流音频负载电阻R不相等,而且调幅度ma又相当大时会产生负峰切割失真(又称底边切割失真),为了保证不产生负峰切割失真应满足 。 图43 包络检波电路四、实验步骤: 1静态工作点调测:使调制信号V0,载波Vc0(短路块J11、J17开路),调节VR7、VR8使各引脚偏置电压接近下列参考值: V8 V10 V1 V4 V6 V12 V2 V3 V5 6V 6V 0V 0V 8.6V 8.6V -0.7V 0.7V -6.8V R39、R46与电位器VR8组成平衡调节电路,改变VR8可以使乘法器实现抑止载波的振幅调制或有载波的振幅调制。 2抑止载波振幅调制:J12端输入载波信号Vc(t),其频率fc10MHZ,峰-峰值Ucpp100300mV。J16端输入调制信号V(t),其频率f1KHZ,先使峰-峰值Upp0,调节VR8,使输出Vo=0(此时U4U1),再逐渐增加Upp,则输出信号 V。(t)的幅度逐渐增大,最后出现如图 44(a)所示的抑止载波的调幅信号。由于器件内部参数不可能完全对称,致使输出出现漏信号。脚和分别接电阻R43和R49可以较好地抑止载波漏信号和改善温度性能。 3全载波振幅调制m(Um maxUm min)/(Um max+Um min),J12端输人载波信号 Vc(t),fc=10MHz,Ucp-p=100300mV,调节平衡电位器 VR8,使输出信号 Vo(t)中有载波输出(此时U1与U4不相等)。再从J16 端输入调制信号,其f=1KHZ,当Up-p由零逐渐增大时,则输出信号Vo(t)的幅度发生变化,最后出现如图4- 4(b)所示的有载波调幅信号的波形,记下 AM波对应 Ummax和 Ummin,并计算调幅度m。 4加大V,观察波形变化,画出过调制波形并记下对应的V、Vc值进行分析。 附:调制信号V可以用外加信号源,也可直接采用实验箱上的低频信号源。将示波器接入J22处,(此时J17短路块应断开)调节电位器VR3,使其输出1KHz不失真信号,改变 VR9可以改变输出信号幅度的大小。将短路块刀J17短接,示波器接入J19处,调节VR9改变输入V的大小。 图44(a)抑止载波的调幅波形 图44(b)普通调幅波形 5解调全载波调幅信号 (1)m30的调幅波检波: 从J45(ZF.IN)处输入455KHZ,0.1V,m30的已调波,短路环J46连通,调整CP6 中周,使J51(JB.IN)处输出 0.5V1V 己调幅信号。将开关S13 拨向左端,S14,S15,S16均拨向右端,将示波器接入J52(JBOUT),观察输出波形 (2)加大调制信号幅度,使 m=100,观察记录检波输出波形 6观察对角切割失真: 保持以上输出,将开关S15拨向左端,检波负载电阻由3.3K变为100K,在J52处用示波器观察波形,并记录与上述波形进行比较 7观察底部切割失真: 将开关S16拨向左端,S15也拨向左端,在J52处观察波形并记录与正常解调波形进行比较。 8将开关S15,S16还原到右端,将开关S14拨向左端,在J52处可观察到检波器不加高频滤波的现象。五、实验报告要求 1整理实验数据,写出实测MC 1496各引脚的实测数据。 2画出调幅实验中m30、m100、m100的调幅波形,分析过调幅的原因。 3画出当改变VR8 时能得到几种调幅波形,分析其原因。 4画出100调幅波形及抑止载波双边带调幅波形,比较两者区别。56画出观察到的对角切割失真和负峰切割失真波形以及检波器不加高频滤波的 现象。并进行分析说明 实验五 混频器一、实验目的: 1掌握晶体三极营混频器频率变换的物理过程和本振电压 Vo和工作电流 Ie对中频输出电压大小的影响。 2掌握由集成模拟乘法器实现的平衡混频器频率变换的物理过程 3比较晶体管混频器和平衡混频器对输入信号幅度及本振电压幅度要求的不同点。二、实验内容: 1研究晶体管混频器的频率变换过程。 2研究晶体管混频器输出中频电压Vi与混频管静态工作点的关系。 3研究晶体管混频器输出中频电压Vi与输入本振电压的关系。 4研究平衡混频器的频率变换过程。三、基本原理 混频器常用在超外差接收机中,它的任务是将己调制(调幅或调频)的高频信号变成已调制的中频信号而保持其调制规律不变。本实验中包含两种常用的混频电路:晶体三极管混频器和平衡混频器。其实验电路分别如图6-1、62所示。图6l为晶体管混频器,该电路主要由VT8(3DG6或9014)和65MHZ选频回路(CP3)组成。10K电位器(VR13)改变混频器静态工作点,从而改变混频增益。输入信号频率 fs= 10MHZ,本振频率 fo 16.455MHZ,其选频回路CP3选出差拍的中频信号频率fi= 6.5MHZ,由J36输出。 图62为平衡混频器,该电路由集成模拟乘法器MC 1496完成。MC1496模拟乘法器,其内部电路和引脚参见4l,MC1496可以采用单电源供电,也可采用双电源供电。本实验电路中采用十12V,一9V供电。VR19(电位器)与R95(10K)、R96(10K)组成平衡调节电路,调节VR19可以使乘法器输出波形得到改善。CP5为 65MHz选频回路。本实验中输入信号频率为 fs10MHZ,本振频率fo16.455MHZ。 图 63为 16455MHZ本振振荡电路,平衡混频器和晶体管混频器的本振信号可由J43输出。 四、实验步骤 (一)晶体管混频器 1熟悉实验板上各元件的位置及作用 2观察晶体管混频前后的波形变换:将 J28短路块连通在C.DL,J34(BZ.IN)短路块连接在下横线处,平衡混频中的J49断开,即将16.455MHZ本振信号加入晶体管混频器上,将10 MHMHz100mV左右的高频小信号加到晶体管混频器信号输入端J32处,此时短路块J33应置于开路。用示波器在晶混的输出端(JH.OUT)J36处可观察混频后的中频电压波形。 3用无感小起子轻旋CP3中周,观察波形变化,直到中频输出达到最大,记下输人信号fs幅度和输出中频电压幅度,计算其混频电压增益。若需测电流,可将电流表串接在J28下横线两端。 4用示波器分别观察输入信号Vs和输出中频信号Vi的载波频率,在观察波形中,注意它们之间频率的变化,并用频率计分别测出输入信号频率(在J32处)、本振频率(在J35处)、混频输出频率(在J36处),并分析比较。 5研究混频器输出中频电压Vi与混频管静态工作点的关系 保持本振电压 Vo0.5V左右,信号电压Vs l 00mV左右,调节VR13记录对应的Ve电压和中频电压 Vi。(Ve为晶体管发射极电阻R64两端电压。) 6研究混频器输入本振电压和输出中频电压Vi的关系,改变输入本振信号电压幅度。观察输出电压Vi波形及幅度并记录。 (二)平衡混频器 1将平衡混频器的短路环J49(BZ)接通,晶体管混频中的短路环J34断开,将高频信号发生器频率调到10MHz左右,输出信号幅度VS100mV左右,接入J47处(XXH.IN),用示波器从平衡混频器输出端 J54处(P.H.OUT)观察混频后的输出中频电压波形。 2将振荡器J6输出的10 MHz信号调到100mV左右接到平衡混频器输入端J47,此时短路环 J49连通,从平衡混频器输出端 J54(P.H.OUT)处观察混频输出波形,并轻旋中周CP5,观察其变化。 3调节电位器VR19(50K),观察波形变化。 4改变输入信号电压幅度,记录输出中频Vi电压加以分析(Vo500mV)5改变输入电压幅度,记录输出中频Vi电压(Vs100mV)6用频率计测量混频前后波形的频率。五、实验报告要求 1写出实验目的任务 2将晶体管混频器和平衡混频器实验数据列表分析 3绘制晶体管混频器中ViIe和ViVo的关系曲线,并用所学理论进行分析说明。 4计算晶体管混频器的电压增益和平衡混频的混频增益进行比较。 实验六 频率调制与解调一、 实验目的1 掌握变容二极管调频器电路的原理。2 掌握集成电路频率解调器的基本原理。3 了解调频器调制特性及测量方法。4 掌握MC3361用于频率解调的调试方法。5掌握调频与解调系统的联测方法 二、实验内容: 1测试变容二极管的静态调制特性 2观察调频波波形 3观察调制信号振幅对频偏的影响 4、观察寄生调幅现象三、基本原理: 调频即为载波的瞬时频率受调制信号的控制。其频率的变化量与调制信号成线性关系,常采用变容二极管实现调频。 该调频电路即为实验三所做振荡器电路,将S2置于“1”为Lc振 荡电路,从J1处加入调制信号,改变变容二极管反向电压即改变变容二极管的结电容,从而改变振荡器频率。R1,R 3和VR1为变容二极管提供静态时的反向直流偏置电压。实验电路见图6l。 图61 变容二极管调频电路图62 MC3361构成鉴频电路解调电路如图62所示,它主要完成二次混频和鉴频。MC3361广泛用于通信机中完成接收功能,用于解调窄带调频信号,功耗低。它的内部包含振荡、混频、相移、鉴频、有源滤波、噪声抑制、静噪等功能电路。该电路工作电压为十5V。通常输入信号频率为10.7MHZ,内部振荡信号为10.245MHZ。本实验电路中根据前端电路信号频率,将输入信号频率定为6.455MHZ,内部振荡频率为6MHZ,二次混频信号仍为455KHZ。集成块16脚为高频6.455MHZ信号输入端。通过内部混频电路与6MHZ本振信号差拍出455KHZ中频信号由3脚输出,该信号经过FLI陶瓷滤波器(455KHZ)输出455KHZ中频信号并经5脚送到集成电路内部限幅、鉴频、滤波。MC3361的鉴频采用如图63所示的乘积型相位鉴频器,其中的相移网络部份由MC3361的8脚引出在组件外部(由CP4移相器)完成。图63 乘积型相位鉴频器C54、R62、C58、R63、R58与集成电路内的运算放大器组成有源滤波器。二极管D2与相关元件完成噪声检波。当MC3361没有输入载波信号时,鉴频器的噪声经过有源滤波器后分离出频率为10KHZ的噪声电平。经噪声检波器变成直流电平,控制静噪触发器,使输出电压为0伏。当接收机收到一定强度的载波信号时,鉴频器的解调输出只有话音信号。此时,从静噪控制触发器给出的直流电压就由原来的0伏增加到1.8伏左右,低频放大器导通工作。本实验中该部分电路未用。 (11、12脚之间组成噪声检波,10、11脚间为有源滤波,14、12脚之间为静噪控制电路)。鉴频后的低频信号由9脚送到片外低通滤波后由J39(JP.OUT)输出。四、实验步骤 1静态调制特性测量 将开关 S2“1”拨向 ON,输入端不接音频信号,将频率计通过一个 100P的。电容接到调频器的输出端J6处,CT1调于中间位置,调整电位器VR1,记下变容二极管两端电压和对应输出频率,将对应的频率填入表6l。 表61 2动态测试 注意,此时S4置于2或3,S3开路。 (1)、将短路块J2连通到下横线处,即将音频调制信号加到变容二极管上,同时将S2拨码开关“1”置于“ON”(即处于LC振荡)。在J6(ZD.OUT)处可以看到高频振荡信号。(由于载频是10MHZ左右,频偏非常小,因此在此处看不到明 显的FM现象。但若用频偏仪(如BE37)可以测量频偏); (2)、为了清楚的观察到FM波,可将已调FM信号(J6)用短路线连接到晶体管混频器的信号输入端J32处;并且将J34的短路块连通在下横线处,然后用示波器在J38(ZP.OUT)处观察FM波形。调整VR9 改变调制信号的大小即可观察频偏变化。 (3)、若外加调制信号可将调制信号源接入J1(TPIN)处,短路块J2断开。其它操作同上(2)。3观察MC3361二次混频实验: (l)将6.455MHZ频偏为15KHZ左右的FM信号加到该模块J37(S.IN)处,信号幅度调到100mV,短路块J29断开,在J38处(ZP.OUT)用示波器看输出信号波形,记下波形和频率并与输入波形进行比较。若J3 8处无输出,可轻调VR12、VR14电位器,直到有输出。改变输入信号幅度,观察输出变化并记录。 将FM波改为AM波,输入信号幅度为100mV左右,观察输出波形,若要使输出信号为不失真的中频调幅波,特别注意调整VR14以改变实际输入信号幅度,观察输出变化并记录。 4调频波解调实验 (1)同实验步骤一条件,在J3 8处看到455KHZ中频调频信号,将开关S9置于左端,在J39(J.P.OUT)观察鉴频输出低频信号,此时可调节移相器CP4和电位器VR12以保证输出信号波形最好,其中VR12改变输出信号幅度大小。 (2)加大、减小调制信号振幅,观察输出波形频偏变化并进行分析。 (3)改变输入信号频率,观察输出波形变化并进行分析。注:若输出信号幅度较小,可将低放模块中的短路块J42短接在J.P.IN处,从J44处可观察到放大后的低频信号。 五、实验报告要求 1整理实验数据 2在同一坐标纸上画出静态调制特性曲线,并求出其调制灵敏度S,说明曲线斜率受哪些因素的影响。 3画出实际观察到的调频波波形,并说明频偏变化与调制信号振幅的关系。4画出二次混频,鉴频前后的波形。通过波形分析二次混频,鉴频的作用。5通过调试分析MC3361使用中应注意的问题及实际调试中如何解决的方法。实验七 调幅系统实验 一、实验目的 1在模块实验的基础上掌握调幅发射机、接收机,整机组成原理,建立调幅系统概念。 2掌握系统联调的方法,培养解决实际问题的能力。二、实验内容: 1完成调幅发射机整机联调 2完成调幅接收机整机联调 3进行调幅发送与接收系统联调。(注:可直接做第三项)三、实验电路说明: (Jnn在板上的排列秩序均为从左到右,从上到下排列。) 该调幅实验系统组成原理框图如图71(a)(b)所示,图(a)为调幅发射机组成模块,图(b)为接收机组成模块。各模块位置参见布局分布图。发射部分由低频信号发生器、载波振荡、幅度调制、前置放大、功率放大器五部分电路组成,若将短路块J4、J5、J10、Jll、J17连通,J15连通TF则组成调幅发射机。 接收机由高频小信号放大器、晶体管混频器、平衡混频器、二次混频、中放、包络检波器、16455MHZ本振振荡电路、低放等八部分组成。将短路块J33、J34连通,J29连通J.H.IN,J42连通J.B.IN,开关S9拨向右端,组成晶体管混频调幅接收机,若将短路块J48、J49连通,J33、J34断开,J29连通P.H.IN其他同上,则组成平衡混频调幅接收机。四、实验步骤: (一)AM发射机实验: 1将振荡模块中拨码开关S2中“4”置于“ON”即为晶振。将振荡模块中拨码开关S4中“3”置于“ON”,“S3”全部开路。用示波器观察J6输出10MHZ载波信号调整电位器VR5,使其输出幅度为03V左右。 2低频调制模块中开关S6拨向左端,短路块Jll,J17连通到下横线处,将示波器连接到振幅调制模块中J19处(TZXH1),调整低频调制模块中VR9,使输出1KHZ正弦信号VPP0.10.2V。 3将示波器接在J23处可观察到普通调幅波。 4将前置放大模块中J15连通到TF下横线处,用示波器在J26处可观察到放大后的调幅波。改变VR10可改变前置放大单元的增益。 5调整前置放大模块VR10使J26输出1Vpp左右的不失真AM波,将功率放大模块中J4连通,调节VR4使J8(JF.OUT)输出6Vpp左右不失真的放大信号。 6将J5,J10连通到下横线处,开关S1拨向右端(+12V)处,示波器在J13(BF.OUT)可观察到放大后的调幅波,改变电位器VR6可改变丙放的放大量。 (二)AM接收机实验 1在小信号放大器模块J30处(XXH.IN)处加入10MHZ小于50mv的调幅信号,调幅度小于30。 2将晶体管混频模块中J33,J34均连通到下横线处,示波器在输出端J36(JHOUT)端可观察到混频后 6455MHZ的AM波。 3调整中周CP3及VR13使J36处输出电压最大c 4将J29连通到JHIN下横线处,开关S9拨向右端,调整VR14使二次频输出J38(Z.P.OUT)输出02V,455KHZ不失真的调幅波。 5连通中放模块中J40到下横线处,在中放输出端J55处可观察到放大后的AM波。 6调谐中周CP6使J55输出1Vpp左右的AM信号。 7振幅解调处J46连通,开关S13 拨向左端,S14、S15、S16拨向右端,在J52处可观察到解调后的低频信号。S15拨向左端可观察到惰性失真,S15、S 16,同时拨向左端可观察到底部失真。S14拨向左端可观察到不加高频滤波的现象。 8若J42连通JBIN,则在J44处可观察到放大后的低频信号。 (三)调幅系统联调: 1按实验(一)将平衡调幅器输出调到0.1左右。” 2前置模块中J15断开,将 J23处的 AM信号用短路线连到晶体管混频处的J32处(J33断开,J34连通),J36处可观察到混频后的AM波。 3将二次混频处的开关S9拨向右端,J29连通到J.H.IN,J38处可观察到二次混频后的AM波。(注:若此波形失真,则可调电位器VR14(右旋) 4将J38处波形调到02V左右,中放处J40连通在J55处可观察到放大后的AM波。 5振幅解调处J46连通,开关S13拨向左端,S14、S15、S16拨向右端,在J52处可观察到解调后的低频信号。S15拨向左端可观到惰性失真,515,S16,同时拨向右端可观察到底部失真。S14拨向左端可观察不加高频滤波的现象。 6J42连通J.B.IN,则在J44处可观察到放大后的低频信号。 7用双踪示波器对比解调后的输出波与原调制信号。将示波器一路接入平衡调幅模块中 J19(TZXH1)处,另一路接检波输出 J52处,观察两波形并进行对比。五、实验报告要求: 1写出实验目的任务: 2。画出调幅发射机组成框图和对应点的实测波形并标出测量值大小。 3写出调试中遇到的问题,并分析说明。实验八 调频系统实验一、实验目的 1在模块实验的基础上掌握调频发射机、接收机,整机组成原理,建立调频系统概念。 2掌握系统联调的方法,培养解决实际问题的能力。二、实验内容: 1完成调频发射机整机联调 2完成调频接收机整机联调 3进行调频发送与接收系统联调。 (注:可直接做第三项)三、 实验电路说明 该调频实验系统组成原理框图如图81(a)(b)所示。图(a)为调频发射机组成模块,图(b)为调频接收机组成模块。各模块位置参见布局分布图。发射部分由低频信号发生器。振荡、调频,前置放大,功率放大器五部分电路组成。将短路块J2,J4,J5连通。J15连通在ZD处则组成调频发射机。 调频接收机由高频小信号放大器,晶体管混频器,平衡混频器,二次混频与鉴频,16455MHZ本振荡电路,低放等组成。将短路块J33,J34连通,J29连通J.H.IN,J42连通J.B.IN,开关S9拨向左端,则组成晶体混频调频接收机。若将短路块J48,J49连通,J33,J34断开,J29连通P.H.IN其他同上,则组成平衡混频调幅接收机。四、实验步骤: (一)FM发射机实验:l振荡模块中拨码开关S2中“l“拨向”ON“即为LC振荡,短路块J2(T.P.IN)连通。将S4的 2、3、4“拨向” ON“中的任一个。2.将低频调制模块中开关S6拨向左端,前置放大器中J15连通到ZD下横线处,用示波器在J26处可观察到放大后的调频波,改变VR10可改变前置放大单元的增益。3将功率入大模块中短路块J4,J5,J10均连通,可在J8(甲放输出),J9(丙放输出)观察到放大后的调频信号。(由于载波中心频率太高,相对频偏太小,实际观察不到FM现象。此时为等幅波)。 4改变电位器VR4可调节甲放的放大量,调整电位器VR6可调节丙放的放大量。 (二)FM接收机实验; l在小信号放大器模块J30处(XXHIN)处加入10MHZ小于50mv的调频信号,频偏小于75KHZ。 2将晶体管混频模块中 J33,J34均连通到下横线处,调整中周CP3及 VR13使36处输出电压最大。 3将二次混频模块中的输入端短路块连通到J.H.IN下横线处,开关S9拨向左端(即为鉴频,调整VR14使M次混频输出J38处输出不失真的调频波。(在J38点可以明显看到455KHZ的FM波) 4将示波器接入鉴频输出端J39处,即可观察到解调后的原调制信号,若此波形不太好,可调整该模块中的CP4中周,或微调高频信号发生器载波频率即可得到理想的解调信号。 5将低放模块中的J42短路块连通到J.P.IN处,在J44输出端可看到鉴频放大后的调制信号,改变电位器VR17即改变输出信号放大量。 (三)调频系统联调:
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